陸海明 王鑫
(鹽城市聯鑫鋼鐵有限公司燒結廠)
1 引言
現如今燒結生產過程中余熱回收利用已經成為必不可少的環節之一,不論從能源節約需求,還是環境需求都對余熱利用提出了一定要求。同時燒結固體燃耗作為燒結的降本關鍵指標,也同時影響著余熱的相關參數,因此深入研究燒結固體燃耗和燒結余熱的關系,在保障生產的同時努力摸索如何提高環冷余熱和燒結煙道余熱的有效利用,對于鋼鐵企業降低生產成本、提高能源利用率、減少環境污染具有重要的意義和緊迫性。
2 燒結余熱分析
2.1 燒結余熱的來源與分布特征
燒結余熱主要來源于燒結礦顯熱和燒結廢氣余熱。在燒結礦冷卻過程中,會釋放出大量顯熱,約占燒結余熱總量的50%-60%,這部分顯熱主要集中在冷卻初期,隨著冷卻過程的進行逐漸減少。燒結廢氣余熱源于燒結過程中空氣與高溫物料換熱,廢氣溫度一般在150 - 400℃之間,占余熱總量的30%-40% 。廢氣余熱分布受冷卻方式、設備密封性能等因素影響,鼓風冷卻方式下,廢氣余熱多集中在高溫段;抽風冷卻方式下,余熱分布相對均勻。目前多為鼓風冷卻方式。
2.2 常見余熱回收技術及應用現狀
①余熱發電:利用燒結余熱鍋爐將燒結廢氣或燒結礦顯熱轉化為蒸汽,蒸汽驅動汽輪機發電。這是目前應用最廣泛的余熱回收方式,能將余熱轉化為高品位的電能,實現能源的梯級利用。國內多家大型鋼鐵企業已成功建設燒結余熱發電項目,取得了良好的節能和經濟效益。目前我司燒結廠采用的余熱回收技術是將燒結環冷機高溫段余熱轉化為蒸汽后用于驅動汽輪機后帶動燒結主抽風機的運行從而降低主抽用電,這種節能方式也是當今余熱利用的良好方式之一。
②熱風燒結:將回收的余熱用于加熱燒結用空氣,使熱空氣進入燒結料層,為燒結過程提供額外熱量,從而減少固體燃料消耗。但熱風燒結會降低空氣密度,增加抽風負荷,需采取措施改善混合料透氣性,以維持生產效率。
3 燒結固體燃耗與燒結余熱的相互關系
固體燃料的燃燒是燒結余熱產生的主要根源,燃燒產生的熱量一部分用于燒結反應和物料加熱,另一部分則以余熱形式存在于燒結礦和燒結廢氣中。在其他條件不變時,固體燃耗越高,產生的余熱總量越多。但高固體燃耗意味著能源浪費和成本增加,且余熱品質可能因燃燒不完全而降低。
4 本廠固體燃耗與余熱發電數據分析
我廠在燒結過程中對余熱能效利用這一塊也做了一些跟蹤與摸索。以我廠2024年11月當月正常生產時的固體燃耗、蒸汽量、電耗、成本等數據為模型進行對比以供參考:
燒結廠燒結車間2024年11月固體燃耗和蒸汽流量數據表
日期 |
固體燃耗單耗kg/t |
蒸汽流量t/h |
11-1 |
51.74 |
28.90 |
11-2 |
51.69 |
28.30 |
11-3 |
52.10 |
27.95 |
11-5 |
52.07 |
27.35 |
11-9 |
50.83 |
27.80 |
11-10 |
50.40 |
28.45 |
11-11 |
49.92 |
26.10 |
11-12 |
51.79 |
29.60 |
11-15 |
53.67 |
31.00 |
11-17 |
47.83 |
29.90 |
11-18 |
49.06 |
30.90 |
11-21 |
50.49 |
30.00 |
11-22 |
52.44 |
30.00 |
11-24 |
51.17 |
30.95 |
11-25 |
47.05 |
29.20 |
11-27 |
49.46 |
29.50 |
11-28 |
48.34 |
27.40 |
11-29 |
48.91 |
27.60 |
11-30 |
47.97 |
25.50 |
從上述圖表可以看出,燒結固體燃耗高時,蒸汽流量也高,固體燃耗低時,蒸汽流量也低。兩者之間呈顯著的線性相關關系。
燒結廠燒結車間2024年11月固體燃耗和電耗數據表
日期 |
固體燃耗單耗kg/t |
電耗kwh/t |
11-1 |
51.74 |
31.96 |
11-2 |
51.69 |
32.4 |
11-3 |
52.10 |
31.75 |
11-5 |
52.07 |
31.89 |
11-9 |
50.83 |
28.82 |
11-10 |
50.40 |
31.14 |
11-11 |
49.92 |
32.62 |
11-12 |
51.79 |
28.62 |
11-15 |
53.67 |
28.9 |
11-17 |
47.83 |
29.37 |
11-18 |
49.06 |
28.34 |
11-21 |
50.49 |
30.33 |
11-22 |
52.44 |
30.05 |
11-24 |
51.17 |
30.47 |
11-25 |
47.05 |
30.77 |
11-27 |
49.46 |
31.66 |
11-28 |
48.34 |
30.48 |
11-29 |
48.91 |
32.66 |
11-30 |
47.97 |
30.5 |
由上面圖表可以看出,固體燃耗上升,電耗下降。
燒結廠燒結車間2024年11月產量、燃耗及成本、電耗及成本表
日期 |
固體燃耗單耗 |
電耗 |
產量 |
燃耗成本 |
電耗成本 |
燃耗總成本 |
電耗總成本 |
合計成本 |
11-1 |
51.74 |
31.96 |
14003 |
70.6 |
17.3 |
988611.80 |
242251.90 |
1230863.70 |
11-2 |
51.69 |
32.4 |
14098 |
70.59 |
17.53 |
995177.82 |
247137.94 |
1242315.76 |
11-3 |
52.10 |
31.75 |
14166 |
71.2 |
17.18 |
1008619.20 |
243371.88 |
1251991.08 |
11-5 |
52.07 |
31.89 |
14057 |
71.25 |
17.26 |
1001561.25 |
242623.82 |
1244185.07 |
11-9 |
50.83 |
28.82 |
15339 |
69.87 |
15.59 |
1071735.93 |
239135.01 |
1310870.94 |
11-10 |
50.40 |
31.14 |
14589 |
69.29 |
16.85 |
1010871.81 |
245824.65 |
1256696.46 |
11-11 |
49.92 |
32.62 |
13961 |
68.19 |
17.65 |
952000.59 |
246411.65 |
1198412.24 |
11-12 |
51.79 |
28.62 |
14654 |
70.77 |
15.49 |
1037063.58 |
226990.46 |
1264054.04 |
11-15 |
53.67 |
28.9 |
14922 |
73.29 |
15.64 |
1093633.38 |
233380.08 |
1327013.46 |
11-17 |
47.83 |
29.37 |
15456 |
65.39 |
15.89 |
1010667.84 |
245595.84 |
1256263.68 |
11-18 |
49.06 |
28.34 |
15603 |
67.06 |
15.33 |
1046337.18 |
239193.99 |
1285531.17 |
11-21 |
50.49 |
30.33 |
15500 |
68.92 |
16.41 |
1068260.00 |
254355.00 |
1322615.00 |
11-22 |
52.44 |
30.05 |
15098 |
71.54 |
16.26 |
1080110.92 |
245493.48 |
1325604.40 |
11-24 |
51.17 |
30.47 |
14734 |
69.91 |
16.49 |
1030053.94 |
242963.66 |
1273017.60 |
11-25 |
47.05 |
30.77 |
15153 |
64.25 |
16.65 |
973580.25 |
252297.45 |
1225877.70 |
11-27 |
49.46 |
31.66 |
15225 |
67.52 |
17.13 |
1027992.00 |
260804.25 |
1288796.25 |
11-28 |
48.34 |
30.48 |
15542 |
65.99 |
16.49 |
1025616.58 |
256287.58 |
1281904.16 |
11-29 |
48.91 |
32.66 |
15105 |
66.8 |
17.67 |
1009014.00 |
266905.35 |
1275919.35 |
11-30 |
47.97 |
30.5 |
15552 |
65.5 |
16.5 |
1018656.00 |
256608.00 |
1275264.00 |
由圖表可以看出固體燃耗上升,電耗成本下降。
由圖表可以看出固體燃耗上升時,固體燃料成本和電耗成本合計成本在上下波動。燃耗在47到49.5時,合計成本在上升,燃耗在50.8到51.7時,合計成本在下降;燃耗在51.7往上時,合計成本在上升。所以燃料消耗必須在合適區間綜合成本才能下降,過高過低都會影響綜合成本情況。
5 結論
在對本廠實際生產過程一些數據的研究,我們對燃料消耗、電耗、蒸汽量以及成本之間的關系進行分析。結果表明燃料消耗的高低與蒸汽量的產生存在顯著關聯性。
此外,通過提高燃料消耗來提升發電量的策略在經濟層面并不具備合理性。盡管增加燃料投入能夠在一定程度上提高發電量,但綜合考慮燃料成本等因素,該方式所帶來的經濟效益并不理想,甚至可能導致整體成本上升與資源浪費,各廠應該摸索自身合適的燃料消耗控制區間的余熱利用的關系來降低綜合成本。